El requerimiento de conocer las características de un sistema constituye el motor para el desarrollo de herramientas de medición y control, que produzcan resultados confiables y precisos claramente diferenciados de aquellos que no lo son. Una familia importante de estas herramientas son las denominadas no-invasivas o no-destructivas, porque tienen la cualidad de no perturbar el sistema que miden. En esta familia puede incluirse la sonda holográfica, cuyo diseño se propone en el presente proyecto. Tal dispositivo podrá aplicarse a la medición en suspensiones (por ejemplo: cultivos y fluidos biológicos, coloides industriales, pinturas, entre otros) y a la caracterización de los procesos correspondientes, meta final a abordar en futuros proyectos. El alcance del presente cubre el diseño de un modelo de sonda como sistema de medida práctico y confiable, que se espera implementar y poner en operación en un proyecto de continuación inmediata, pues la vigencia de un año es demasiado corta para lograrlo en éste. La sonda que se propone tiene como principio de medición la holografía digital en línea que, debido a su fácil realización experimental y a otras características, la hacen una base física idónea para la medición de variables como flujos; tamaño, densidad y movilidad de partículas; entre otras; todas ellas de alto valor en procesos dinámicos, tanto biotecnológicos como industriales. Tal dispositivo reúne la tecnología de la holografía digital en línea con la microscopía, en un cuerpo compacto, de dimensiones adecuadas para su inmersión en los medios a monitorear. La holografía digital ha tenido una gran expansión en los últimos años, debido a la combinación del proceso holográfico con procedimientos clásicos, como la microscopía, y con herramientas computacionales actuales, lo que la ha hecho una herramienta versátil y robusta. La cantidad de publicaciones en este ámbito ha venido creciendo, como lo muestra la Figura 1, demostrando ser una materia de interés mundial, de amplísima utilidad tecnológica. Figura 1: Número de publicaciones en holografía digital por año (Tomado de la Presentación: Microscopía holográfica digital, M. Kim, 2007. ISI Web of Science search: Digital Holography). El Grupo de Óptica (categoría A – Colciencias) cuenta con conocimientos adquiridos en proyectos anteriores, relacionados con holografía digital y microscopía holográfica digital, en configuración geométrica fuera de eje. Los resultados de estos proyectos se han plasmado en trabajos de grado, tanto de Ingeniería Física como de Maestría en Física, publicaciones en revistas internacionales indexadas, ponencias en eventos nacionales e internacionales y colaboraciones con pares, particularmente el grupo del profesor Dr. Myung Kim de la Universidad de Florida del Sur (Tampa, USA), tales como: 1. Restrepo-Martinez, A. and R. Castaneda. Colour image compression in gray-tome synthetic holograms. Journal of Holography and Speckle 4 (2007) 1-10. 2. Garcia-Sucerquia, J., J. Herrera and R. Castaneda. Incoherent recovering of the spatial resolution in digital holography. Opt. Comm. 260 (2006) 62-67. 3. Alejandro Restrepo-Martínez, Jorge A. Herrera, Román Castañeda. The use of mathematical Morphology and Roughness Measurement of Particles Observed by a Digital Holographic Microscope. Ponencia oral. Digital Holography and Three-Dimensional Imaging, Vancouver (Canadá), Junio 18-20 de 2007. 4. Alejandro Restrepo, Jorge Herrera, Román Castañeda, Christopher Mann and Myung Kim. Transmission digital holography microscopy applied to the study of coal palynofacies. SPIE Congress, San Diego – USA, August 14-16, 2006. Proc. SPIE 6292 (2006) 6292OU-1 – 6292OU-9. 5. Alejandro Restrepo, Jorge Herrera, Román Castañeda, Christopher Mann y Myung Kim. 3D models of palynofacies of coal using digital holography microscopy. 23th Annual Meeting of the Society for Organic Petrology, Beijing – China, September 15-22, 2006. 6. Garcia-Sucerquia, J. A. Herrera, R. Castañeda and D. Velásquez. Reduction of speckle noise in digital holography. 5th Ibero-American Meeting on Optics (RIAO) and 8th Latin-American Meeting on Optics Lasers and their Applications (OPTILAS). in SPIE Proceedings, 2004. 7. Román Castañeda. Holografía digital: un reto factible para la región andina y del caribe. Conferencia Plenaria Invitada. X Encuentro Nacional de Óptica y I Conferencia Andina y del Caribe en Óptica y sus aplicaciones, Universidad del Valle (Cali), 13 - 17 de Noviembre, 2006. 8. Diego Hincapié, Jorge Herrera, Alejandro Restrepo y Román Castañeda. Comparación de algoritmos de desenvolvimiento de fase dependientes e independientes de trayectoria, de comportamiento global y mixtos. X Encuentro Nacional de Óptica y I Conferencia Andina y del Caribe en Óptica y sus aplicaciones, Universidad del Valle (Cali), 13 - 17 de Noviembre, 2006. Esta ponencia fue distinguida con el 1° Premio de Presentaciones Murales de Posgrado. 9. Jorge Herrera , Alejandro Restrepo, Román Castañeda, Diego Hincapié y Álvaro Bastidas. Microscopía holográfica digital aplicada a granos de polen. X Encuentro Nacional de Óptica y I Conferencia Andina y del Caribe en Óptica y sus aplicaciones, Universidad del Valle (Cali), 13 - 17 de Noviembre, 2006. 10. Alejandro Restrepo-Martínez, Jorge Herrera y Roman Castañeda. Efecto de segmentaciones y operaciones morfológicas aplicadas a hologramas en la reconstrucción de imágenes holográficas. X Encuentro Nacional de Óptica y I Conferencia Andina y del Caribe en Óptica y sus aplicaciones, Universidad del Valle (Cali), 13 - 17 de Noviembre, 2006. 11. Gabriel Botero, Mario Úsuga-Castañeda and Román Castañeda. Complex Spatial Filtering in Digital Holography. X Encuentro Nacional de Óptica y I Conferencia Andina y del Caribe en Óptica y sus aplicaciones, Universidad del Valle (Cali), 13 - 17 de Noviembre, 2006. Con base en este conocimiento se presenta la actual propuesta, con los siguientes objetivos específicos conducentes al logro del objetivo principal, que es el diseño de la sonda holográfica misma, en una vigencia de un año: - Establecer el principio de diseño óptimo de la sonda. - Realizar pruebas de factibilidad. - Elaborar el diseño de la sonda. La implementación y puesta en operación de la sonda requiere de un nuevo proyecto que, se espera, pueda llevarse a cabo inmediatamente después de éste.